專利名稱：一種鑭釹摻雜鋇鐵氧體-聚吡咯復(fù)合微波吸收劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電磁波吸收材料制備領(lǐng)域，特別涉及一種鑭釹摻雜鋇鐵氧體-聚吡咯復(fù)合微波吸收劑的制備方法。
背景技術(shù)：
各種材料具有不同的吸波特性，適應(yīng)不同的波段，而目前吸波材料的一個主要研究方向就是多頻率。所以如果能復(fù)合這些材料，會使吸波材料的應(yīng)用范圍大大加寬。這些材料的復(fù)合將實(shí)現(xiàn)集無機(jī)、有機(jī)、納米粒子的諸多特異性質(zhì)于一身的新材料。特別是無機(jī)和 有機(jī)的界面特性使其具有更廣闊的應(yīng)用前景。常見的導(dǎo)電聚合物與磁性粒子復(fù)合吸波材料的制備方法主要有共混和包覆兩大類。共混法首先是合成出各種形態(tài)的無機(jī)納米粒子，然后再通過各種方式將其與有機(jī)聚合物混合。采用包覆方法將導(dǎo)電高聚物和磁性納米粒子復(fù)合，一方面納米顆粒的表面效應(yīng)在改善體系磁性能的同時提高了材料的耐熱性與穩(wěn)定性；另一方面，吸波體系中大多數(shù)基體是聚合物，聚合物包覆磁性粒子更有利于增強(qiáng)吸波劑的分散性及相容性。本發(fā)明涉及一種制備具有良好吸波性能的新型磁性納米粒子/導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的方法，該方法先采用鹽助溶液燃燒法制備鑭釹摻雜鋇鐵氧體納米粒子，再在此基礎(chǔ)上采用原位聚合法制備鑭釹摻雜鋇鐵氧體-聚吡咯復(fù)合材料。該材料是聚包磁的核/殼結(jié)構(gòu)，綜合了單一導(dǎo)電聚合物和無機(jī)磁性化合物的優(yōu)點(diǎn)，在軍事裝備隱身技術(shù)、民用人體安全防護(hù)、通訊抗干擾和電子信息保密等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鑭釹摻雜鋇鐵氧體-聚吡咯復(fù)合吸波材料的制備方法，其制備方法為
(I)鑭釹摻雜鋇鐵氧體的制備
按照Ba(LaNd)xFe12_2x O19 (x=0. 03、. 09)元素化學(xué)計(jì)量比，檸檬酸與硝酸根的摩爾比為5/8，稱取一定量的硝酸鹽和檸檬酸，將硝酸鹽在燒杯中用少量蒸餾水溶解，再將溶液在攪拌的情況下滴加到檸檬酸的水溶液中，用氨水調(diào)節(jié)PH值至弱酸性，再將一定比例的無機(jī)鹽NaCl溶解加入混合溶液中，NaCl與金屬離子摩爾比為1/1，例如，硝酸鹽的準(zhǔn)確稱取質(zhì)量以 29. 24 29. 54g Fe (NO3) 3 · 9H20、I. 60g Ba (NO3) 2、O. 09 O. 27g La (NO3) 3 · 9H20、
O.06 O. 18g Nd(NO3)3 · XH2O為例，則需稱取檸檬酸的質(zhì)量為27. 94g、NaCl的質(zhì)量為4. 60g，將混合溶液轉(zhuǎn)移至三口燒瓶中，在80°C水浴攪拌下，至溶液形成濕凝膠，將濕凝膠轉(zhuǎn)移至不銹鋼燃燒器內(nèi)，放入電熱套中迅速升溫，待反應(yīng)完畢后得到蓬松的粉體，再將燃燒所得粉體置于馬弗爐800°C下煅燒3h，經(jīng)蒸餾水和無水乙醇洗滌，離心，60°C下干燥3h，即得到x=0. 03^0. 09的鑭釹摻雜鋇鐵氧體。
(2)鑭釹摻雜鋇鐵氧體-聚吡咯復(fù)合吸波材料的制備
室溫下將一定量鑭釹摻雜鋇鐵氧體、十二烷基苯磺酸鈉I. 2g、少量聚乙二醇加入到150mL去離子水中，超聲分散40min后，將懸浮液裝入250mL的圓底三口瓶中，于冰水浴中攪拌均勻后，用注射器量取ImL吡咯單體，注入三口瓶中，其中鑭釹摻雜鋇鐵氧體與吡咯單體質(zhì)量比為2 4:20 ;稱取9.4g無水FeCl3固體，溶于一定量去離子水中，將FeCl3溶液倒入30mL容量的滴液漏斗中，在機(jī)械攪拌下半小時內(nèi)逐滴滴入三口瓶中，在(Γ5°C下繼續(xù)聚合反應(yīng)6^!，抽濾，丙酮、鹽酸、無水乙醇及去離子水洗滌后，60°C真空干燥24h，即得到x=0. 03、. 09的10% 20%鑭釹摻雜鋇鐵氧體-聚吡咯復(fù)合吸波材料。本發(fā)明中，描述名稱解釋舉例，例如x=0. 03、. 09的鑭釹摻雜鋇鐵氧體表示鑭釹摻雜鋇鐵氧體Ba(LaNd)xFe12_2x O19中的x=0. 03 O. 09 ；x=0. 03 O. 09的10% 20%鑭釹摻雜鋇鐵氧體-聚吡咯復(fù)合吸波材料表示在該復(fù)合吸波材料內(nèi)，鑭釹摻雜鋇鐵氧體Ba(LaNd)xFe12_2x O19中的x=0. 03、. 09，且鑭釹摻雜鋇鐵氧體與聚吡咯質(zhì)量比為10% 20%。 用日立HITACHI/SU1510掃描電子顯微鏡對x=0. 03 0. 09的鑭釹摻雜鋇鐵氧體、x=0. 03、. 09的10°/Γ20%鑭釹摻雜鋇鐵氧體-聚吡咯復(fù)合物的顆粒形態(tài)及尺寸進(jìn)行觀測。以χ=0. 09的鑭釹摻雜鋇鐵氧體、χ=0. 09的10%鑭釹摻雜鋇鐵氧體-聚吡咯復(fù)合物為例，測試結(jié)果鑭釹摻雜鋇鐵氧體平均粒徑在50nm，鑭釹摻雜鋇鐵氧體-聚吡咯復(fù)合粒子平均粒徑為300nm。用Lake Shore 7400振動樣品磁強(qiáng)計(jì)對x=0. 03 O. 09的10% 20%鑭釹摻雜鋇鐵氧體-聚吡咯復(fù)合物進(jìn)行磁性能測試。以x=0. 09的10%鑭釹摻雜鋇鐵氧體-聚吡咯復(fù)合物為例，測試結(jié)果矯頑力為3148. 70e，飽和磁化強(qiáng)度為40. Iemu · g_\剩余磁化強(qiáng)度為24. 3emu · g—1。用AV3618微波一體化矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀及弓形法雷達(dá)波反射率測試系統(tǒng)測試x=0. 03、. 09的10% 20%鑭釹摻雜鋇鐵氧體-聚吡咯復(fù)合物，在I 20GHz的反射率。x=0. 09的10%鑭釹摻雜鋇鐵氧體-聚吡咯復(fù)合物為例，測試結(jié)果顯示所制備得復(fù)合吸波材料在
1-20GHZ內(nèi)最高吸收峰值可達(dá)_42dB。本發(fā)明采用鹽助溶液燃燒法制備鑭釹摻雜鋇鐵氧體納米粒子，在此基礎(chǔ)上采用原位聚合法制備鑭釹摻雜鋇鐵氧體-聚吡咯復(fù)合粒子。該復(fù)合粒子是聚包磁的核/殼結(jié)構(gòu)，綜合了單一導(dǎo)電聚合物和無機(jī)磁性化合物的優(yōu)點(diǎn)，在軍事裝備隱身技術(shù)、民用人體安全防護(hù)、通訊抗干擾和電子信息保密等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例I
(I)準(zhǔn)確稱取 O. 09g La (NO3) 3 · 9H20、29. 54g Fe (NO3) 3 · 9Η20、0· 06g Nd (NO3) 3 · xH20、1.60g Ba (NO3)2和27. 94g檸檬酸分別用離子水溶解，得到硝酸鹽溶液和檸檬酸溶液。攪拌條件下將硝酸鹽溶液滴加到檸檬酸的水溶液中，用氨水調(diào)節(jié)PH值至弱酸性，將含有4. 60gNaCl的溶液加入上述混合溶液中，再將混合溶液轉(zhuǎn)移至三口燒瓶中，在80°C水浴攪拌下，至溶液形成濕凝膠，將濕凝膠轉(zhuǎn)移至不銹鋼燃燒器內(nèi)，放入電熱套中迅速升溫，待反應(yīng)完畢后得到蓬松的粉體，再將燃燒所得粉體置于馬弗爐800°C下煅燒3h，經(jīng)蒸餾水和無水乙醇洗滌，離 心，60°C下干燥3h，即得到x=0. 03的鑭釹摻雜鋇鐵氧體。(2)室溫下準(zhǔn)確稱取x=0. 03的鑭釹摻雜鋇鐵氧體O. 10g、十二烷基苯磺酸鈉I. 2g、少量聚乙二醇加入到150mL去離子水中，超聲分散40min后，將懸浮液裝入250mL的圓底三口瓶中，于冰水浴中攪拌均勻后，用注射器量取ImL吡咯單體，注入三口瓶中；稱取9.4g無水FeCl3固體，溶于一定量去離子水中，將FeCl3溶液倒入30mL容量的滴液漏斗中，在機(jī)械攪拌下半小時內(nèi)逐滴滴入三口瓶中，在(T5°C下繼續(xù)聚合反應(yīng)6 8h，抽濾，丙酮、鹽酸、無水乙醇及去離子水洗滌后，60°C真空干燥24h，即得到x=0. 03的10%鑭釹摻雜鋇鐵氧體-聚吡咯復(fù)合吸波材料，所制備的復(fù)合吸波材料在1-20GHZ內(nèi)最高吸收峰值可達(dá)_36dB。實(shí)施例2
準(zhǔn)確稱取 O. 09g La (NO3) 3 · 9H20、29. 54g Fe (NO3) 3 · 9Η20、0· 06g Nd (NO3) 3 · χΗ20、1· 60gBa(NO3)2和27. 94g檸檬酸，制備方法同例I⑴，即得到x=0. 03的鑭釹摻雜鋇鐵氧體。取x=0. 03的鑭釹摻雜鋇鐵氧體O. 15g，制備方法同例I (2)，即得到x=0. 03的15%鑭釹摻雜鋇鐵氧體-聚吡咯復(fù)合吸波材料，所制備的復(fù)合吸波材料在1-20GHZ內(nèi)最高吸收峰值可達(dá)-37dB。實(shí)施例3
準(zhǔn)確稱取 O. 09g La (NO3) 3 · 9H20、29. 54g Fe (NO3) 3 · 9Η20、0· 06g Nd (NO3) 3 · χΗ20、1· 60gBa(NO3)2和27. 94g檸檬酸，制備方法同例I⑴，即得到x=0. 03的鑭釹摻雜鋇鐵氧體。取x=0. 03的鑭釹摻雜鋇鐵氧體O. 20g,制備方法同例I (2)，即得到x=0. 03的20%鑭釹摻雜鋇鐵氧體-聚吡咯復(fù)合吸波材料，所制備的復(fù)合吸波材料在1-20GHZ內(nèi)最高吸收峰值可達(dá)-39dB。實(shí)施例4
準(zhǔn)確稱取 O. 18g La (NO3) 3 · 9H20、29. 39g Fe (NO3) 3 · 9Η20、0· 12g Nd (NO3) 3 · χΗ20、1· 60gBa(NO3)2和27. 94g檸檬酸，制備方法同例I⑴，即得到x=0. 06的鑭釹摻雜鋇鐵氧體。取x=0. 06的鑭釹摻雜鋇鐵氧體O. IOg,制備方法同例I (2)，即得到x=0. 06的10%鑭釹摻雜鋇鐵氧體-聚吡咯復(fù)合吸波材料，所制備的復(fù)合吸波材料在1-20GHZ內(nèi)最高吸收峰值可達(dá)-40dB。實(shí)施例5
準(zhǔn)確稱取 O. 18g La (NO3) 3 · 9H20、29. 39g Fe (NO3) 3 · 9Η20、0· 12g Nd (NO3) 3 · χΗ20、1· 60gBa(NO3)2和27. 94g檸檬酸，制備方法同例I⑴，即得到x=0. 06的鑭釹摻雜鋇鐵氧體。取x=0. 06的鑭釹摻雜鋇鐵氧體O. 15g，制備方法同例I (2)，即得到x=0. 06的15%鑭釹摻雜鋇鐵氧體-聚吡咯復(fù)合吸波材料，所制備的復(fù)合吸波材料在1-20GHZ內(nèi)最高吸收峰值可達(dá) _41dB ο實(shí)施例6
準(zhǔn)確稱取 O. 18g La (NO3) 3 · 9H20、29. 39g Fe (NO3) 3 · 9Η20、0· 12g Nd (NO3) 3 · χΗ20、1· 60gBa(NO3)2和27. 94g檸檬酸，制備方法同例I⑴，即得到x=0. 06的鑭釹摻雜鋇鐵氧體。取x=0. 06的鑭釹摻雜鋇鐵氧體O. 20g,制備方法同例I (2)，即得到x=0. 06的20%鑭釹摻雜鋇鐵氧體-聚吡咯復(fù)合吸波材料，所制備的復(fù)合吸波材料在1-20GHZ內(nèi)最高吸收峰值可達(dá)-44dB。實(shí)施例7準(zhǔn)確稱取 O. 27g La (NO3) 3 · 9Η20、29· 24g Fe (NO3) 3 · 9Η20、0· 18g Nd (NO3) 3 · χΗ20、1· 60gBa(NO3)2和27. 94g檸檬酸，制備方法同例I⑴，即得到x=0. 09的鑭釹摻雜鋇鐵氧體。取x=0. 09的鑭釹摻雜鋇鐵氧體O. IOg,制備方法同例I (2)，即得至IJ x=0. 09的10%鑭釹摻雜鋇鐵氧體-聚吡咯復(fù)合吸波材料，所制備的復(fù)合吸波材料在1-20GHZ內(nèi)最高吸收峰值可達(dá)-42dB。實(shí)施例8
準(zhǔn)確稱取 O. 27g La (NO3) 3 · 9H20、29. 24g Fe (NO3) 3 · 9Η20、0· 18g Nd (NO3) 3 · χΗ20、1· 60gBa(NO3)2和27. 94g檸檬酸，制備方法同例I⑴，即得到x=0. 09的鑭釹摻雜鋇鐵氧體。取x=0. 09的鑭釹摻雜鋇鐵氧體O. 15g，制備方法同例I (2)，即得至IJ x=0. 09的15%鑭釹摻雜鋇鐵氧體-聚吡咯復(fù)合吸波材料，所制備的復(fù)合吸波材料在1-2 0GHZ內(nèi)最高吸收峰值可達(dá)-43dB。實(shí)施例9
準(zhǔn)確稱取 O. 27g La (NO3) 3 · 9H20、29. 24g Fe (NO3) 3 · 9Η20、0· 18g Nd (NO3) 3 · χΗ20、1· 60gBa(NO3)2和27. 94g檸檬酸，制備方法同例I⑴，即得到x=0. 09的鑭釹摻雜鋇鐵氧體。取x=0. 09的鑭釹摻雜鋇鐵氧體O. 20g,制備方法同例I (2)，即得至IJ x=0. 09的20%鑭釹摻雜鋇鐵氧體-聚吡咯復(fù)合吸波材料，所制備的復(fù)合吸波材料在1-20GHZ內(nèi)最高吸收峰值可達(dá)-45dB。
權(quán)利要求
1.一種鑭釹摻雜鋇鐵氧體-聚吡咯復(fù)合微波吸收劑制備方法，其特征在于，制備方法如下(1)鑭釹摻雜鋇鐵氧體的制備按照Ba(LaNd)xFe12_2x O19元素化學(xué)計(jì)量比，稱取硝酸鹽和檸檬酸，其中檸檬酸與硝酸根摩爾比為5/8，將硝酸鹽在燒杯中用少量蒸餾水溶解，再將溶液在攪拌的情況下依次滴加到檸檬酸的水溶液中，用氨水調(diào)節(jié)PH值至弱酸性，向混合溶液中加入無機(jī)鹽NaCl后，其中NaCl與金屬離子摩爾比為1/1，將混合溶液轉(zhuǎn)移至三口燒瓶中，在80°C水浴攪拌下，至溶液形成濕凝膠，將濕凝膠轉(zhuǎn)移至不銹鋼燃燒器內(nèi)，放入電熱套中迅速升溫，待反應(yīng)完畢后得到蓬松的粉體，再將燃燒所得粉體置于馬弗爐800°C下煅燒3h，經(jīng)蒸餾水和無水乙醇洗滌，離心，60°C下干燥3h，即得到鑭釹摻雜鋇鐵氧體； (2)鑭釹摻雜鋇鐵氧體-聚吡咯復(fù)合吸波材料的制備室溫下將適量鑭釹摻雜鋇鐵氧體、十二烷基苯磺酸鈉I. 2g、少量聚乙二醇加入到150mL去離子水中，超聲分散40min后，將懸浮液裝入250mL的圓底三口瓶中，于冰水浴中攪拌均勻后，用注射器量取ImL吡咯單體，注入三口瓶中；稱取9.4g無水FeCl3固體，溶于一定量去離子水中，將FeCl3溶液倒入30mL容量的滴液漏斗中，在機(jī)械攪拌下半小時內(nèi)逐滴滴入三口瓶中，在(T5°C下繼續(xù)聚合反應(yīng)6 8h，抽濾，丙酮、鹽酸、無水乙醇及去離子水洗滌后，60°C真空干燥24h，即得到鑭釹摻雜鋇鐵氧體-聚吡咯復(fù)合吸波材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鑭釹摻雜鋇鐵氧體-聚吡咯復(fù)合微波吸收劑的制備方法，該方法步驟(I)中鑭釹摻雜鋇鐵氧體Ba (LaNd) xFe12_2x019中的x=0. 03、. 09 ;檸檬酸與硝酸根的摩爾比為5 8 ;無機(jī)鹽NaCl與金屬離子摩爾比為I: I。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鑭釹摻雜鋇鐵氧體-聚吡咯復(fù)合微波吸收劑的制備方法，該方法步驟(2)中鑭釹摻雜鋇鐵氧體與吡咯單體的質(zhì)量比為2 4:20 ;無水FeCl3與吡咯單體摩爾比為4:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鑭釹摻雜鋇鐵氧體-聚吡咯復(fù)合微波吸收劑的制備方法所制備的鑭釹摻雜鋇鐵氧體-聚吡咯復(fù)合吸波材料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鑭釹摻雜鋇鐵氧體-聚吡咯復(fù)合吸波材料的制備方法。該方法采用鹽助溶液燃燒法制備鑭釹摻雜鋇鐵氧體Ba(LaNd)xFe12-2xO19納米粒子，在制備的納米粒子基礎(chǔ)上用原位聚合法制備鑭釹摻雜鋇鐵氧體-聚吡咯復(fù)合粒子。該復(fù)合粒子是聚包磁的核/殼結(jié)構(gòu)，綜合了單一導(dǎo)電聚合物和無機(jī)磁性化合物的優(yōu)點(diǎn)，在軍事裝備隱身技術(shù)、民用人體安全防護(hù)、通訊抗干擾和電子信息保密等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號C08G73/06GK102634016SQ20121009585
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月5日
發(fā)明者凌云, 劉錦梅, 史少欣, 戴玉華, 李明俊, 熊輝, 王娟, 謝宇, 趙杰 申請人:南昌航空大學(xué)